VorWählerschaltung. Für die Schaltung der Wechselgetriebe bei Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Drehbänken und Revolverdrehbänken, hat man ausser den üblichen Ein- und Mehrhebel steuernngen, die bei stillstehender Maschine zu betätigen sind, auch schon Vorwähler systeme vorgeschlagen, die bei laufender Maschine die Vorbereitung einer neuen Übersetzung gestatten. Diese bekannten Kon struktionen sind aber verhältnismässig kom pliziert aufgebaut.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorwählerschaltung zum Einstellen von Drehzahl- bezw. Vorschubwechselgetrieben von Werkzeugmaschinen, die sich durch ein fache Bauart auszeichnet. Die erfindungs gemässe Vorwählerschaltung kann so ausge bildet sein, dass der Arbeiter während eines laufenden Arbeitsganges die neue Geschwin digkeit am Spindelstock vorwählt, um sie dann im gewünschten Augenblick vom Ar beitsplatz, also zum Beispiel vom Support aus, einzurücken, etwa mittels des gleichen Hebels, der zum Aus- und Einschalten der Maschine und zum Links- und Rechtsgang schalten dient.
Gemäss der Erfindung ist die Vorwähler schaltung gekennzeichnet erstens durch eine zum Beispiel im Spindelstock der Maschine gelagerte, verschiebbare und drehbare Nok- kenwelle, deren einzelnen Nocken auf die zu verschiebenden Wechselräder wirkende Schaltgestänge zugeordnet sind; zweitens durch einen mechanischen Vorwähler, mit welchem durch Verschieben der von den Schaltgestängen abgekuppelten Nockenwelle eine Zuordnung bestimmter Nocken zu be stimmten Schaltgestängen bewirkt werden kann, und drittens durch ein Steuerorgan, mit welchem eine Schwenkung der Nocken welle und damit ein Einwirken des aus gewählten Nockens auf das zugeordnete Schaltgestänge bewirkt werden kann.
Wählt man beispielsweise zur Verschie bung der Nockenwelle-eine Wählscheibe, die über eine Schaltwelle und ein Zahnstangen- getriebe, eine Schnecke oder dergleichen auf die Nockenwelle wirkt, und nimmt man die Schwenkung der Nockenwelle durch einen Steuerhebel vor, der am Support gelagert ist und finit der Nockenwelle durch Zwischen wellen in Verbindung steht, so hat der Ar beiter lediglich zwei Organe zu bedienen, die übersichtlich angeordnet und unter keinen Umständen falsch zu handhaben sind, so dass der gewünschte Geschwindigkeitswechsel ohne merkliche Pause des Maschinenbetriebes in einfachster Weise vorzunehmen ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbei spiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt. eine schematische Ansicht einer Drehbank mit. dem Beispiel; Fig. 2 verkörpert ein Schaubild, aus dem das Zusammenarbeiten der wesentlichsten Teile der Vorwählerschaltung zu erkennen ist; Fig. 3 zeigt eine Draufsicht und Fig. 4 eine Seitenansicht der Nocken welle und zugehöriger Teile; Fig. 5 gibt die Seitenansicht der Nocken welle und eines Stössels wieder; Fig. 6 zeigt verschiedene Formen der Stösselenden: Fig. 7 zeigt in Seitenansicht. und Fig. 8 in Draufsicht die Verbindung des Vorwählers mit der Nockenwelle; Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch verschie dene Hilfseinrichtungen.
In Fig. 1 ist mit 15 eine im Spindelstock 1.6 der Drehbank 17 gelagerte Nockenwelle bezeichnet, die zur Einstellung verschiedener Übersetzungsverhältnisse dienen soll. Diese Nockenwelle kann einerseits durch die einen mechanischen Vorwähler bildende Wähl scheibe 20 in Längsrichtung verschoben und anderseits durch den am Support 21 gelager ten, das Steuerorgan bildende Steuerhebel 22 über die Zwischenwellen 23 und 24 ge schwenkt werden.
Zur Verdeutlichung dieser Operation ist in Fig. 2 ein schematisches Schaltbild dar gestellt. In die Nockenwelle 15 greift links eine Gabel 26, die mit der gezahnten Nabe \27 verbunden ist und durch die Wählscheibe 21) nach links oder rechts bewegt werden kann, so dass sich auch die Welle 15 ver schiebt, wie dies im einzelnen aus den Fig. 7 und 8 hervorgeht.
Am rechten Ende der Nockenwelle 15 sitzt ein Kegelrad 30, das über die Zwischen wellen 24 und 23 vom Hebel 22 gedreht wer den kann.
Den auf der Welle 15 sitzenden Nocken sind in der weiter unten zu erläuternden Weise Schaltgestänge bildende Stössel zuge ordnet. Wird, um ein Beispiel zu nennen, durch die Wählscheibe 20 der Nocken 31 unter den Stössel 32 geschoben und durch den Hebel 22 in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage geschwenkt, so hebt sich der Stössel 32 und verschwenkt mittels einer Schrägfläche 35 den Winkelhebel 36 (oder eine Schiebegabel oder dergleichen). Der letztere wiederum greift in den Schieberadblock 37 und ver stellt diesen somit bei seiner Schwenkbewe- gung auf der Welle 38. Die Anzahl der den Nocken zugeordneten Stössel hängt von der Zahl der gewünschten Schaltstufen ab.
Auf diese Weise ist es also möglich, eine gewisse Anzahl von Schieberadblöcken durch ein System von Schwenkhebeln, Stösseln und Nocken zu schalten und somit die gewünsch ten Übersetzungsverhältnisse herzustellen. Zugleich ist aber aus Fig. 2 auch ersichtlich. dass, wenn beispielsweise die Nocken der Welle 15 um 90') nach links gedreht sind und daher die Stössel 32 nicht berühren. die Zuordnung eines bestimmten Nockens zu einem bestimmten Stössel und damit die spä tere Einschaltung einer bestimmten Über setzung ohne weiteres vorgenommen werden kann, während der zur Zeit eingestellte Schieberadblock noch arbeitet. Es ist also eine Vorwählung möglich.
Gemäss Fig. 3 und 4 besteht die Nocken welle aus einer die Nocken 40 tragenden Hülse 41, die auf einer Welle 42 sitzt, auf welcher die Hülse 41 mittels Nut und Feder verschieblich, aber unverdrehbar sitzt.
Um nun die Hülse 41 so zu verschieben, dass ein bestimmter Nocken 40 unter einen bestimmten Stössel zu liegen kommt, ist an der Vorderwand des Spindelstockes 16, wie die Fig. 7 und 8 erkennen lassen, die Wähl scheibe 45 vorgesehen, die im Zeichnungs beispiel durch Kugelrasten 46 in den einzel nen Schaltstufen feststellbar ist und auf einer Schaltwelle 47 sitzt. Am andern Ende dieser Welle ist ein Zahnrad 48 angeordnet, das im Eingriff mit dem Zahnprofil 49 einer die Schaltgabel 50 tragenden Büchse 51 steht. Die Teile 48, 49 bilden ein Winkel getriebe. Fig. 8 zeigt, wie die Schalthebel 50 in eine entsprechende Nut oder einen Absatz 55 der Hülse 41 der Nockenwelle greifen.
Wird also die Wählscheibe 45 um ein bestimmtes, durch Kennziffern, Marken oder dergleichen geregeltes Mass gedreht, so ver schiebt sich die Büchse 51 entsprechend und führt damit die Hülse 41 in eine ganz be stimmte achsiale Lage.
Die Schaltung der Hülse 41 und die An ordnung der Nocken 40 auf ihr sind nun so gewählt, dass bei jeder durch die Wähl scheibe 45 einzustellenden Stufe ein be stimmter Nocken 40 unter einen der nach stehend zu beschreibenden Stössel gelangt.
Aus den Fig. 4 und 5 ergibt sich, dass die Stössel 32 aus einem Bolzenstück be stehen, in welches an dem den Nocken zu gewendeten Ende eine Laufrolle 56 eingelas sen ist, während oben ein mit Schrägfläche versehenes Kopfstück 57 angebracht ist, das entsprechend Fig. 6 entweder mit einer Linksschrägfläche 58 oder mit einer Rechts ; schrägfläche 59 oder mit einer Mittelkerbe 60 ausgestattet ist, je nachdem der Stössel in der einen oder andern Richtung Kräfte aus üben soll. Diese Kräfte wirken, wie im be sonderen Fig. 2 zeigt, auf die bereits in D Fig. 2 angedeuteten Schaltorgane bildenden Winkelhebel 36, deren einer Arm 65 eine dem Stössel anliegende Laufrolle 66 (vergl.
auch Fig. 4 und 5) trägt, während der an dere Arm in üblicher Weise mittels eines Gleitsteines 67 oder dergleichen in eine Füh rungsnut des zugehörigen Radsatzes 37 greift, von denen in Fig. 3 zwei dargestellt sind, nämlich einer mit zwei Zahnrädern 69, 70 und ein anderer mit drei Rädern 71, 72, 73.
Wird der Winkelhebel 36 um seinen Zapfen 75 geschwenkt, so muss sich der be troffene Radsatz 37, der mittels Nut und Feder auf der Welle 38 geführt ist, um ein der Schwenkung entsprechendes Stück ach- sial verschieben; sind nun beispielsweise dem mit zwei Rädern 69, 70 ausgestatteten Rad satz 37 ein Linksstössel 58 und ein Rechts stössel 59 zugeordnet, so kann je nach dem Anheben des einen oder andern Stössels das Rad 69 oder das Rad 70 in das zugehörige Gegenrad eingerückt werden, während bei spielsweise im Falle der Fig. 3 links dem dreifachen Radblock drei Stösselköpfe 58, 59, 60 gemäss Fig. 6 für Links-, Mittel- und Rechtsstellung zugeteilt sind.
In Fig. 3 und 4 ist schliesslich auch an gedeutet, dass die Schwenkhebel 36 zum Bei spiel mittels Rasten 77 in den einzelnen Stellungen arretierbar sind.
Ist in der aus den Fig. 7 und 8 ersicht lichen Art ein bestimmter Nocken 40 unter den gewünschten Stössel geschoben, so wird das Schwenken des Nockens nach oben (in die Stellung gemäss Fig. 5) und damit das Anheben des Stössels in der aus Fig. 7 und 2 ersichtlichen Art bewerkstelligt und damit das erforderliche Übersetzungsverhältnis her gestellt. Mit der Betätigung des Steuerhebels 22 (Fig. 1 und 2) sind neben der Schwenkung der Nockenwelle noch gewisse Nebenfunk tionen verbunden, die an Hand der Fig. 9 erläutert werden sollen.
Die Zwischenwelle 24, die vom Schalthebel 22 zur Nockenwelle 42 führt und mit dieser durch das Kegelrad paar 80 gekuppelt ist, trägt eine ein Steuer organ bildende Kurvenscheibe 81 mit Füh rungskurve 82. Diese Kurve steuert über einen Gleitstein 83, z. B. eine Rolle, und einen Bolzen 84 einen Rundschieber 85, der seinerseits zwei Arbeitsvorgänge auslöst. Einerseits betätigt er über das Verbindungs gestänge 88 die Doppelkupplung 89, 90, die dazu dient, um Rechts- oder Linksgang der Maschine herstellen zu können. Anderseits schaltet er über einen Nocken 91. einen Steuerhebel 9? einer Getriebebremse, z. 13. Lamellenbremse 93, welche dazu dient, das Stufengetriebe stillzusetzen, wenn die Ein rückung einer neuen Geschwindigkeit er folgt.
Die Kurvenscheibe 82 - es könnte na türlich auch ein anderes Steuerorgan ver wendet werden - ist nun so geformt und in ihrer Lage zur Stellung der Nockenwelle so ausgerichtet, dass beim Drehen der Zwi- schenwelle 24 über den Steuerhebel ?\? und die Welle \33 (Fig. 3) je nach der Betätigung des Steuerhebels 2? aus einer Grundstellring nach rechts oder links zuerst die jeweils ge schlossene Kupplung 89 bezw. 90 geöffnet, dann die Bremse 93 angezogen und schliess lich die.
Nockenwelle voll in ihrer aus Fig. 7) ersichtlichen Arbeitsstellung. gedreht wird, also der gewünschte Gang geschaltet wird, während bei der Rückschaltung des Hebels \?\? nach vollzogener Geschwindigkeits umsteuerung zunächst die Breiase 93 gelöst und dann die Kupplung 89, 90 eingerückt wird, wobei gleichzeitig auch die Nocken welle in ihre Ruhelage zurückkehrt, in der sie, unabhängig vom laufenden Getriebe. neu eingestellt "erden kann.
Die Anordnung des Steuerhebels \?\3 ist so dabei getroffen, dass er, von einer Grund stellung ausgehend, bei Schwenkung in der einen Richtung die Kupplung 89, frei Schwenkung in der andern Richtung die Kupplung 90 bedient und somit auf Rechts- oder Linksgang schaltet, wobei sieh die vor beschriebenen Funktionen entsprechend wie derholen. Der Schieber 85 ist zwischen der Kurvenscheibe 81 und den Kupplungen 89, 90 gelagert.
Im einzelnen könnte die erfindungs gemässe Konstruktion auch anders gestaltet sein; so könnte man, um ein Beispiel zu nen nen, eine volle Nockenwelle verwenden, die mit einem zylindrischen Zapfen durch ein mittels Nut und Feder gekoppeltes Antriebs rad greift. Die Wählscheibe liesse sich auch am Gehäusedeckel oder am Support anbrin- gen, während der Steuerhebel bei kurzen ,'Maschinen auch am Spindelstock sitzen könnte.
Die beschriebene Ausführungsform bietet unter anderem den wesentlichen Vorteil, dass er Fehleinstellungen vermeidet und eine be queme Bedienung ermöglicht. Ausserdem er laubt sie z. B. insbesondere, wenn die Kon struktion auf hydraulischer Grundlage be ruht, eine solche Gestaltung, dass der Arbei ter die erforderlichen Schaltungen am eigent lichen Arbeitsplatz unter fortlaufender Be obachtung des Werkstückes vornehmen kann.